现代无线通信系统的快速发展,对作为其关键部件的天线提出了越来越高的性能指标要求,如高效率、高增益、圆极化和双频段等。由于圆极化天线具有抗多径效应和抗极化失配的能力,以及具有更大的通信容量,在通信、雷达、电子对抗和电子侦察等系统中得到了广泛的应用。近年来,介质谐振器天线因其没有金属损耗及表面波损耗,同时具有较高的功率容量和辐射效率,在特定的通信系统中受到了更多的关注。基片集成波导技术由于其成本低、剖面低、具有较高的品质因数和易于集成等优势大量应用于微波有源和无源器件设计中,在天线馈电网络设计中的应用更为广泛。因此,论文设计了背腔式基片集成波导馈电的圆极化介质谐振器阵列天线和双频段圆极化介质谐振器天线。论文的主要研究成果可归纳为:1.设计了一种工作在毫米波频段的新型高增益圆极化介质谐振器阵列天线。首先设计了基于基片集成波导缝隙馈电的圆极化介质谐振器天线单元。该天线单元为转角叠层结构,具有圆极化纯度高,易于与馈电结构集成的优点。在此基础上研究了TE₄₄₀腔体模式,提出了由背腔式基片集成波导缝隙耦合馈电的4×4单元圆极化介质谐振器天线阵列。该阵列在27.81-28.17 GHz频段范围内具有较好的圆极化特性,轴比的最优值低于0.5 dB,最大增益为16 dBic,实测与仿真结果吻合良好。2.设计了一种工作在毫米波频段的新型双频圆极化介质谐振器天线。该天线为具有分层切角的矩形介质谐振器天线,采用微带-十字缝隙耦合馈电。天线在低频段采用工作在21.7 GHz和23.8 GHz频点的两种类TE₁₁₁模式来实现宽频圆极化辐射特性。高频段采用一种工作在28.2 GHz频点的类TE₁₁₃模式,不仅实现了天线的圆极化辐射特性,同时提高了天线在该频段的增益,与低频段相比平均增益值提高了3 dB。经实测,该天线在低频段和高频段的阻抗带宽(|S₁₁|<-10 dB)分别为17%（20.5-24.3GHz）和15.2%（26.1-30.4 GHz）,轴比带宽（AR<3 dB）分别为12.8%（21.2-24.1 GHz）和5%（27.4-28.8 GHz）,最大增益值分别为5 dBic和8 dBic。所设计天线工作频段内增益平稳且具有良好的定向辐射特性,实测与仿真结果吻合良好。